Фосфор є важливим структурним компонентом клітинних мембран та нуклеїнових кислот, але він також бере участь у декількох біологічних процесах, включаючи мінералізацію кісток, виробництво енергії, сигналізацію клітин за допомогою реакцій фосфорилювання та регулювання кислотно-лужного гомеостазу.
Фосфор – головний структурний компонент кісткової тканини у вигляді фосфатної солі кальцію, яка називається гідроксиапатитом. Фосфоліпіди (наприклад, фосфатидилхолін) є основними структурними компонентами клітинних мембран. Все виробництво та зберігання енергії залежить від фосфорильованих сполук, таких як аденозинтрифосфат (АТФ) та креатинфосфат. Нуклеїнові кислоти (ДНК та РНК), які відповідають за зберігання та передачу генетичної інформації, є довгими ланцюгами молекул, що містять фосфати.
Ряд ферментів, гормонів та клітинних сигнальних молекул залежать від фосфорилювання для їх активації. Фосфор також допомагає підтримувати нормальний кислотно-лужний баланс, діючи як один з найважливіших буферів організму. Крім того, 2,3-дифосфогліцерат, що містить фосфор, зв’язується з гемоглобіном в еритроцитах і регулює доставку кисню до тканин організму.
Онлайн школи на платформі DoctorThinking. Навчайтесь зручно разом з нами
Харчовий фосфор легко всмоктується в кишечнику, а у здорових людей надлишок фосфору виводиться нирками під регуляторною дією ендокринних гормонів: паратиреоїдний гормон (ПТГ), вітамін D та фактор росту фібробластів-23 (FGF-23 ).
Гостра регуляція концентрації кальцію та фосфору в крові контролюється за рахунок дії ПТГ та активної форми вітаміну D. На невелике падіння рівня кальцію в крові (наприклад, у разі недостатнього споживання кальцію) реагують паращитовидні залози, внаслідок чого підвищується секреція ПТГ. ПТГ швидко зменшує екскрецію кальцію з сечею, але посилює екскрецію фосфору з сечею та стимулює резорбцію кісток. Це призводить до вивільнення кісткової мінеральної речовини, що відновлює концентрацію кальцію в сироватці крові.
Хоча цей ефект не є негайним, ПТГ також стимулює перетворення вітаміну D у його активну форму (1,25-дигідроксивітамін D; кальцитріол) у нирках. Підвищений циркулюючий 1,25-дигідроксивітамін D, у свою чергу, стимулює посилення всмоктування кишечника як кальцію, так і фосфору.
Третій гормон, FGF-23, відіграє центральну роль у гомеостазі фосфору. FGF-23 секретується кісткоутворюючими клітинами (остеобластами / остеоцитами) у відповідь на збільшення споживання фосфору. У циклі негативного зворотного зв’язку FGF-23 гальмує вироблення та стимулює деградацію 1,25-дигідроксивітаміну D, а також сприяє збільшенню виділення фосфору з сечею незалежно від ПТГ та 1,25-дигідроксивітаміна D.
Багато різних видів продуктів містять фосфор, переважно у вигляді фосфатів та фосфатних ефірів. Однак, наприклад, у насінні та в прісному хлібі фосфор знаходиться у формі фітинової кислоти, а, оскільки в кишечнику людини бракує ферменту фітази, значна кількість фосфору в цій формі недоступна для поглинання.
Кілька гормонів, включаючи естроген і адреналін, впливають на гомеостаз фосфору. Коли функція нирок знижується, як і при хронічній нирковій недостатності, організм не може ефективно виділяти фосфати, і рівень його у сироватці крові підвищується.
Хоча харчовий статус фосфору зазвичай не оцінюється, рівень фосфатів може бути виміряний як у сироватці крові, так і у плазмі. У дорослих нормальна концентрація фосфатів у сироватці крові або плазмі становить від 2,5 до 4,5 мг / дл (0,81 до 1,45 ммоль / л). Гіпофосфатемія визначається як концентрація фосфатів у сироватці крові, нижча за нижню межу норми, тоді як концентрація, що перевищує вищу межу діапазону, вказує на гіперфосфатемію. Однак рівень фосфату в сироватці крові та сироватки не обов’язково відображає вміст фосфору в організмі.
Фосфор: Рекомендовані дози
Рекомендації щодо прийому фосфору містяться в рекомендаціях із харчування (DRI), розроблених Радою з питань харчування (FNB) при Інституті медицини Національних академій. DRI — загальний термін для набору референтних значень, які використовуються для планування та оцінки споживання поживних речовин здоровими людьми. Ці значення, що залежать від віку та статі, включають:
Рекомендована дієтична норма (RDA): середньодобовий рівень споживання, достатній для задоволення потреб у поживних речовинах майже всіх (97% – 98%) здорових людей; часто використовується для планування адекватних дієт для людей.
Адекватне споживання (АІ): споживання на цьому рівні передбачається для забезпечення достатності харчових речовин (використовується, коли даних доказової медицини недостатньо для розрахунку RDA).
Орієнтовна середня потреба (EAR): середньодобовий рівень споживання, який оцінюється таким чином, щоб відповідати потребам 50% здорових людей; зазвичай використовується для оцінки споживання поживних речовин груп людей та для планування адекватної їм поживної дієти.
Припустимий верхній рівень споживання (UL): максимальний щоденний об’єм речовини, прийом якої в такій кількості навряд чи спричинить несприятливі наслідки для здоров’я.
У таблиці 1 перераховані поточні RDA фосфору.
| Вік | Чоловіки | Жінки | Вагітні | Лактація |
| Від народження до 6 місяців | 100 мг | 100 мг | ||
| 7–12 місяців | 275 мг | 275 мг | ||
| 1–3 роки | 460 мг | 460 мг | ||
| 4–8 років | 500 мг | 500 мг | ||
| 9–13 років | 1250 мг | 1250 мг | ||
| 14-18 років | 1250 мг | 1250 мг | 1250 мг | 1250 мг |
| 19+ років | 700 мг | 700 мг | 700 мг | 700 мг |
Харчові джерела фосфору
Багато різних видів продуктів містять фосфор, включаючи молочні продукти, м’ясо та птицю, рибу, яйця, горіхи, бобові, овочі та зернові продукти. У Сполучених Штатах молочні продукти містять близько 20% від загального обсягу споживання фосфору, а хлібобулочні вироби (наприклад, хліб, тортилії та солодкі хлібобулочні вироби) – до 10%. Овочі та курка містять близько по 5%.
Швидкість поглинання фосфору, який природним чином міститься в їжі, становить 40% -70%; фосфор з тваринних джерел має більш високу швидкість поглинання, ніж у рослин. Кальцій з харчових продуктів та добавок може зв’язуватися з частиною фосфору в продуктах харчування та перешкоджати його засвоєнню. Згідно з одним аналізом, дуже високе споживання кальцію 2500 мг на добу пов’язує фосфор 0,61–1,05 г. У немовлят біодоступність фосфору становить від 85% -90% для людського молока до приблизно 59% для формул на основі сої.
Фосфатні добавки (наприклад, фосфорна кислота, фосфат натрію та поліфосфат натрію) присутні у багатьох продуктах харчування, особливо у перероблених харчових продуктах. Ці добавки використовуються для таких цілей, як збереження вологи чи кольору та посилення та стабілізація заморожених продуктів. Продукти, що містять ці добавки, мають в середньому на 67 мг більше фосфору на порцію, ніж аналогічні продукти, що не містять добавки.
Дефіцит фосфору
Групи ризику недостатності фосфору
Передчасно народжені діти
Дефіцит фосфору у недоношених дітей є однією з головних причин, поряд з дефіцитом кальцію, остеопенії недоношеності (порушення мінералізації кісток). Оскільки дві третини вмісту мінеральних речовин у кістковій тканині плода відкладаються під час третього триместру вагітності, недоношені діти народжуються із низьким запасом кальцію та фосфору в кістках. Користь додавання додаткового фосфору та кальцію в раціон для здоров’я кісток у недоношених дітей не ясна. Однак молоко, збагачене більшою кількістю цих мінералів та інших поживних компонентів, як правило, рекомендується для підтримки загального росту та розвитку.
Люди з генетичними порушеннями регуляції фосфатного обміну
До рідкісних генетичних порушень метаболізму фосфору належать X-зв’язаний гіпофосфатемічний рахіт. Окрім рахіту, у пацієнтів із цим захворюванням розвиваються остеомаляція, псевдофрактури (утворення нової кістки та потовщена сполучна тканина над травмованою кісткою), ентезопатія (мінералізація зв’язок та сухожиль) та ураження зубів.
Інші рідкісні генетичні порушення регуляції обміну фосфору, пов’язані з рахітом, включають аутосомно-домінантний та аутосомно-рецесивний гіпофосфатемічний рахіт та спадковий гіпофосфатемічний рахіт із гіперкальциурією. Лікування, як правило, складається з вживання добавки вітаміну D та фосфору від моменту постановки діагнозу до завершення росту.
Хворі з важким недоїданням
Наслідки недоїдання і супутнього вираженого дефіциту поживних речовин можуть включати порушення нервово-м’язової функції, гіповентиляцію, дихальну недостатність, порушення згортання крові, сплутаність свідомості, кома, зупинку серця, застійну серцеву недостатність та смерть . Профілактичний прийом фосфору та тіаміну може запобігти розвитку цього стану.
Недостатнє споживання фосфору рідко призводить до аномально низьких рівнів фосфору в сироватці (гіпофосфатемія), оскільки ниркова реабсорбція фосфору збільшується, щоб компенсувати зменшення споживання. Наслідки помірної та важкої гіпофосфатемії можуть включати втрату апетиту, анемію, м’язову слабкість, біль у кістках, рахіт (у дітей), остеомаляцію (у дорослих), підвищену сприйнятливість до інфекції, оніміння та поколювання кінцівок, утруднення ходьби та дихання невдача.
Важка гіпофосфатемія може загрожувати життю. Оскільки фосфор досить поширений у їжі, харчовий дефіцит фосфору зазвичай спостерігається лише у випадках майже повного голодування. Групи ризику осіб, що можуть мати гіпофосфатемією, також включають алкоголіків, діабетиків, які одужують після епізоду діабетичного кетоацидозу, пацієнтів з респіраторним алкалозом.
Надлишок фосфору
Надмірний прийом фосфору рідко спричиняє несприятливі наслідки у здорових людей. Хоча деякі дослідження виявили зв’язки між високим споживанням фосфору (1000 мг на добу або вище) та негативною дією на серцево-судинну систему, нирки та кістки, а також підвищеним ризиком смерті, інші не виявили зв’язку між високими споживання та збільшення ризику захворювання.
Тим не менш, порушення гомеостазу фосфору найчастіше пов’язане з недостатньою екскрецією у пацієнтів з хронічною хворобою нирок (ХХН). Якщо функція нирок становить лише 20% від норми, навіть прийом фосфору в рекомендованому діапазоні може призвести до гіперфосфатемії. Гіперфосфатемія також може вражати людей з недостатньо низьким рівнем паратиреоїдного гормону (гіпопаратиреоз), оскільки їм не вистачає стимуляції ПТГ при нирковій екскреції фосфатів нирок і організм не здатний стимулювати синтез 1,25-дигідроксивітаміну D. Такі пацієнти не можуть виділяти надлишок фосфору за відсутності обох гормонів. Підвищені концентрації фосфору в сироватці крові асоціюються з прискореним прогресуванням захворювань у людей з порушеннями функції нирок і пов’язані з підвищенням ризику несприятливих наслідків для здоров’я в цілому.
